淺層地震反射波法在地?zé)峥辈橹械膽?yīng)用

■張哲

（遼寧省冶金地質(zhì)勘查局物探測繪大隊遼寧鞍山114001）

淺層地震反射波法在地?zé)峥辈橹械膽?yīng)用

■張哲

（遼寧省冶金地質(zhì)勘查局物探測繪大隊遼寧鞍山114001）

淺層地震是工程地質(zhì)勘查中的一種重要手段，其具有分辨率高、抗干擾能力強等特性，有利于確定地層分界及其起伏變化的形態(tài)。同時其具有成本低、對地形條件要求低的優(yōu)點，經(jīng)過資料處理以及解釋，可得到較好的效果，是地球物理勘探方法中較為常用的一種。本文主要介紹淺層地震反射波法在某地?zé)峥碧焦ぷ髦械膽?yīng)用效果。

淺層地震反射波法 數(shù)據(jù)處理 地?zé)峥碧?/p>

1　淺層地震反射波法

淺層地震反射波法是地震勘探方法中的一種。淺層地震反射波法利用了地震波的動力學(xué)和運動學(xué)特征。動力學(xué)特征主要指波的強度、頻譜、相位、波長等參數(shù)，而運動學(xué)特征則指波的傳播時間和空間的關(guān)系。工作原理是：采用人工激發(fā)震源，使震源附近質(zhì)點產(chǎn)生震動，形成的地震波在地下介質(zhì)中傳播，當(dāng)遇到兩種不同彈性介質(zhì)界面時，便產(chǎn)生反射，利用反射波的強度、頻譜、相位、波長和反射波的傳播時間和空間的關(guān)系（反射波的走時規(guī)律）來解決相關(guān)地質(zhì)問題。由于反射波在介質(zhì)中傳播時,其傳播路徑、振動強度和波形將隨通過介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和彈性性質(zhì)的不同而變化,根據(jù)接收到的反射波旅行時間和速度資料,就能推斷解釋地層結(jié)構(gòu)和地質(zhì)構(gòu)造的形態(tài),而根據(jù)反射波的振幅、頻率、速度等參數(shù),則可以推斷地層或巖石的性質(zhì),從而達(dá)到地震勘探的目的。

2　應(yīng)用實例

2.1地區(qū)地球物理特性

本例為某地區(qū)地?zé)嵛锾娇辈椤Ｔ摰貐^(qū)地?zé)崽餃\部為第四系殘坡積和沖洪積層所覆蓋，第四系覆蓋層之下主要為太古代花崗巖和燕山晚期千山花崗巖。太古界鞍山群變質(zhì)巖系呈規(guī)模不大的包體，零星分布于太古代花崗巖中。

依地下水儲存部位分為空隙熱儲和裂隙熱儲。空隙熱儲，由亞粘土、亞砂土、粘土及少量砂礫石等組成，多呈互層，巖相變化不大，不穩(wěn)定。厚度21～41m，一般為35m左右。由于受下伏基巖構(gòu)造裂隙熱水的壓力補給或烘烤進(jìn)行擴散，在一定范圍內(nèi)形成空隙熱儲（次生熱水）。其透水性、富水性不均，水量較小。隨著基巖裂隙熱水的不斷開發(fā)利用，水頭不斷降低，致使空隙熱儲范圍逐漸縮小，水溫也不斷下降。

裂隙熱儲，巖性主要為太古代花崗巖和燕山晚期千山花崗巖。該層揭露厚度140～260m。熱儲沿北東東向斷裂帶發(fā)育，其賦水性主要取決于構(gòu)造裂隙的發(fā)育程度、破碎程度及連通程度。各裂隙含水性并非均一。地下熱水的補給主要是大氣降水通過區(qū)域下滲，經(jīng)過深循環(huán)加熱，再運移上升。

與地?zé)崽镉嘘P(guān)的斷裂構(gòu)造主要有兩組，一是北東向，二是北東東向。

北東向斷裂：控制延長20km左右。總體走向北東30°，主斷面傾向北西，傾角70～80°。斷裂破碎帶寬5～10m，為一高角度正斷層。該斷裂是一條在全新世時期曾經(jīng)活動的活動斷裂。

北東東向斷裂：為控制地?zé)崽餆醿Φ臄嗔眩呦?0～75°，斷層性質(zhì)屬壓扭性。斷裂帶是由2～3條以上近于平行的斷層組成的斷裂束，展布寬度110～130m。斷層傾向不一。傾角均在75～85°之間。

2.2野外資料采集

該方法使用的儀器為吉林大學(xué)工程技術(shù)研究所生產(chǎn)的GEOPEN系列24道浮點地震儀。采用錘擊震源的方式激發(fā)地震波。其優(yōu)點是安全、方便、廉價，通過多次疊加可使有效信號增強，便于尋找目的層，利于垂直疊加。接收采用100Hz單個檢波器，偏移距30m，道間距1m，采樣率1024，采樣間隔0.2ms，頻帶50～200Hz。在保證檢波器一致性的前提下，反射波法采用六次覆蓋觀測系統(tǒng)，保證了反射波法數(shù)據(jù)采集的可靠性和分辨率。

2.3數(shù)據(jù)處理及解釋

圖1　DJ3

從剖面圖我們可以看出（圖1），地層起伏變化明顯，反射層齊全，同相軸連續(xù)，資料信噪比高，剖面所反映的地質(zhì)現(xiàn)象是真實可信的。紅線標(biāo)注區(qū)域為測量出現(xiàn)的構(gòu)造異常區(qū)，可以看出，異常區(qū)有明顯的地層變化。地層破碎不連續(xù)，導(dǎo)致反射破無法在異常區(qū)正常傳播；地層明顯的下傾，導(dǎo)致圖像形態(tài)也隨之下傾。

FD4、FD5、FD6為構(gòu)造標(biāo)號，由剖面圖及其他測線測量結(jié)果可知，F(xiàn)D4斷裂走向NEE，傾向NW，控制長度650m。FD4、FD5、FD6三條構(gòu)造基本平行，產(chǎn)狀一致。現(xiàn)揭露的熱水井應(yīng)為FD6、FD5斷裂構(gòu)造，說明這3組構(gòu)造應(yīng)為熱儲構(gòu)造或與之相關(guān)。

3　結(jié)論

淺層地震反射波法對工作環(huán)境要求較低，受到的干擾也較為單一，而且其勘探效果較好，適用于本次工作的勘查區(qū)域。根據(jù)地震反射波法推出的構(gòu)造異常，與已知熱水井吻合程度較高，同時RK4鉆井的鉆探結(jié)果，也驗證了地震反射波法測量結(jié)果的正確性，順利找出新的熱儲區(qū)域。物探方法具有多解性，在野外工作中要結(jié)合實際情況綜合運用物探方法，達(dá)到更好的勘探效果。

[1]李培,湯洪志,王會波等.淺層地震反射波法在過江通道勘察中的應(yīng)用 [J].科技廣場,2008,5:24～26.

[2]張銀松,雷宛,祝杰等.淺層地震反射波法的參數(shù)選擇及其應(yīng)用效果 [J].勘查科學(xué)技術(shù),2011,(4):16～18.

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P315[文獻(xiàn)碼]B

1000～405X（2016）～4～202～1